extern과 static (Extern & Static)

# extern과 static (Extern & Static)

## 링케이지(Linkage)란?

여러 파일로 나뉜 프로젝트에서 변수·함수가 **어느 범위까지 공유**되는지를 결정하는 개념입니다.

| 링케이지 | 의미 |
|---------|------|
| External linkage | 여러 파일에서 공유 가능 (`extern`) |
| Internal linkage | 해당 파일 내에서만 접근 가능 (`static`) |
| No linkage | 블록 내 지역 변수 |

---

## extern — 전역 변수/함수 공유

`extern`은 "이 변수/함수는 **다른 파일에서 정의**되어 있다"는 **선언**입니다.

### 기본 패턴

```c
// counter.c — 변수 정의 (메모리 할당)
int g_count = 0;

void increment(void) {
    g_count++;
}
```

```c
// counter.h — extern 선언 (메모리 할당 없음)
#ifndef COUNTER_H
#define COUNTER_H

extern int g_count;   // 선언만, 정의는 counter.c에 있음
void increment(void);

#endif
```

```c
// main.c — 사용
#include "counter.h"
#include <stdio.h>

int main(void) {
    increment();
    increment();
    printf("count: %d\n", g_count);  // 2
    return 0;
}
```

---

## extern 없이 전역 변수를 공유하면?

```c
// a.c
int g_val = 10;

// b.c
int g_val = 20;  // ❌ 링크 오류: multiple definition of 'g_val'
```

```c
// b.c — 올바른 방법
extern int g_val;  // ✅ 선언만, 정의는 a.c에 있음
```

---

## static — 파일 범위 제한

`static` 전역 변수/함수는 **선언된 파일 내에서만** 접근 가능합니다 (internal linkage).

```c
// utils.c

static int s_call_count = 0;   // 이 파일 외부에서 접근 불가

static void helper(void) {     // 이 파일 내부에서만 사용하는 함수
    s_call_count++;
}

void public_api(void) {        // 외부에서 접근 가능
    helper();
    printf("호출 횟수: %d\n", s_call_count);
}
```

```c
// main.c
extern int s_call_count;       // ❌ 링크 오류: static이라 접근 불가
```

---

## static 지역 변수 — 값 유지

함수 내 `static` 지역 변수는 함수가 끝나도 **값이 유지**됩니다.

```c
int counter(void) {
    static int count = 0;   // 최초 1회만 초기화, 이후 값 유지
    return ++count;
}

int main(void) {
    printf("%d\n", counter());  // 1
    printf("%d\n", counter());  // 2
    printf("%d\n", counter());  // 3
    return 0;
}
```

> `static` 지역 변수는 **BSS/Data 세그먼트**에 저장되며 프로그램 종료까지 유지됩니다.

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## extern vs static 함수

```c
// module.c

// ✅ 외부에서 사용 가능한 공개 API
void module_init(void) { ... }
void module_process(void) { ... }

// ✅ 내부 구현 헬퍼 — 외부에서 사용하지 못하게 숨김
static void internal_helper(void) { ... }
static int  validate_input(int x) { ... }
```

**`static` 함수를 사용하는 이유:**
- 네임스페이스 오염 방지 (다른 파일의 같은 이름 함수와 충돌 없음)
- 구현 세부사항을 숨겨 모듈화

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## 정리

| 키워드 | 위치 | 효과 |
|--------|------|------|
| `extern 변수` | 헤더/다른 파일 | 다른 파일의 변수를 선언만 함 |
| `extern 함수` | 헤더/다른 파일 | 기본값 (생략 가능) |
| `static 전역 변수` | .c 파일 | 해당 파일 내에서만 접근 가능 |
| `static 전역 함수` | .c 파일 | 해당 파일 내에서만 접근 가능 |
| `static 지역 변수` | 함수 내부 | 값이 호출 간에 유지됨 |

**권장 패턴:**
- 외부에 공개할 변수: `.c`에 정의 + `.h`에 `extern` 선언
- 모듈 내부 전용: `static`으로 숨기기
- 전역 변수는 최소화, 꼭 필요하면 `static`으로 범위 제한

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extern과 static (Extern & Static)

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